轧钢机械设备第2章轧辊.ppt

第2章轧辊,轧辊的工作特点：（1）承受很大的轧制压力和力矩，还有动载荷。（2）在高温和温度变化大的条件下工作，轧辊在交变应力的作用下，易使轧辊产生龟裂和裂纹。（3）在轧制过程中被磨损，影响轧件的质量和轧辊的使用寿命。,轧辊的分类：（1）平辊：轧板带（有辊型）（2）型辊：轧型钢（有孔型）（3）特殊轧辊：轧钢管、车轮等（桶形，菌形）,第一节工作特点和分类,图3.1轧辊结构1-辊身；2-辊颈；3-辊头,棒线材轧机的型辊,型辊上配置的孔型形状,二辊斜轧穿孔机轧辊形状,第二节轧辊的结构和参数,结构：辊身、辊颈、辊头辊身：与轧件直接接触并产生塑性变形的部分，D、L辊颈：轧辊的支撑部分，固定位置，将轧制力经压下装置传递到机架上，d,l辊头:传递轧辊扭矩的部分，d3，l3形状：,轧辊的辊头基本类型（a）梅花轴头(b)万向轴头(c)双键槽轴头(d)平台式轴头,第二节轧辊的结构和参数,参数：辊身直径D：咬入条件（热轧）轧辊的热平衡:轧辊直径使轧辊的工作温度100.轧辊的最小可轧厚度(冷轧)轧辊的强度和刚度,辊身长度L：L/D比例。L/D小，刚度大，不易弯曲。（查表，经验数值）辊颈直径d：d/D有比例，0.5-0.8(滚动轴承取下限)辊颈长度l:d/l1,各种轧机L/D的比值,L,D,l,d,l3,d3,各类轧机的最大允许咬入角,各类轧辊的重车率,每次重车0.5-5mm,重磨0.5-0.01mm。例：首秦：每次重车+重磨量1mm，重磨100mm报废。,辊身长度L的确定:,对于型钢轧机:考虑轧辊强度和孔型个数对于板带轧机:L=B+a当b=4001200,a=100b1200,a=200400例如:首秦4300轧机:b=4100，a=200。,第三节轧辊材料及辊面硬度,二、轧辊材料的选择,1、初轧机和型钢：以强度为主，用合金铸钢和锻钢；在型钢轧机第二架，可用球墨铸铁，后几个机架和成品机架，可以用冷硬铸铁。2、热轧板带轧机：工作辊；粗轧机座采用钢，精轧可用铸铁。支撑辊：合金锻钢。3、冷轧板带轧机：工作辊、支撑辊全部考虑辊面硬度和强度，都用合金工具钢，或用WC辊套。不可用铸铁，因为E仅为钢的1/2，最小可轧厚度与E成反比。,第四节轧辊的强度计算,步骤:1）对受力及几何形状进行简化2）进行辊系的受力分析3）找出可能的危险断面，画出力矩图4）对危险断面的弯曲力矩进行计算5）计算弯曲应力6）求出许用应力7）作出安全或是否符合强度要求的判断,原则：辊身:计算（校核）弯曲强度辊颈:计算（校核）弯扭组合辊头:计算（校核）扭转应力,一.二辊型钢轧机强度的计算,强度校核合格,强度不够,辊身强度校核,辊颈强度校核,强度校核合格,强度不够,钢轧辊,第四强度理论:,铸铁轧辊,第二强度理论:,辊头强度校核,辊头强度合格,辊身弯矩表达式,二.二辊板带轧机强度的计算,二辊板带轧机,辊颈如何校核？辊头如何校核？,四辊板带轧机强度的计算(一)支承辊(1)工作辊传动情况,L,c,P/2,P/2,D2,d,q=P/L,支撑辊强度校核,(2)支承辊传动情况,Mn,与二辊轧机轧辊校核相同辊身:校核弯曲强度辊颈:校核弯+扭组合强度辊头:校核扭转强度,工作辊强度计算(1)工作辊传动时，工作辊强度(2)支承辊传动时，工作辊强度,四辊轧机工作辊受力及力矩图,工作辊传动,辊身中部垂直弯矩,辊身中部水平弯矩,辊身中部合成弯矩,作用在一个工作辊上的扭矩,“_”前张力大于后张力“+”后张力大于前张力,辊颈处的弯曲应力和扭转应力,支承辊传动时,工作辊受力情况,接触强度地计算接触应力过大时,会使辊面金属产生剥落.,q-接触表面单位长度上的负荷r1,r2轧辊半径,第五节轧辊的挠度,1.确定挠度的目的和意义：确定辊型凸度并磨床上加工出辊型，可以实现在线辊形控制,从而保证轧出厚度均匀的钢板。2.三个重要的挠度值（1）辊身中央的总弯曲挠度f(AA1)（2）辊身中央和钢板边缘的挠度差f(CC1)（3）辊身中央和辊身边缘的挠度差f(BB1)。3.产生挠度的原因（1）弯矩M（2）剪切力P4.求解挠度的方法,只有将挠度差转换成挠度,才可以应用卡氏定理求解.转换的方法:将简支梁转换成悬臂梁.(支点发生变化),卡氏定理,系统中切应力作用时的变形能,系统中弯曲力作用时的变形能,在任意截面上的弯矩、切力E，G弹性模量和剪切模量I，F断面惯性矩和断面面积R计算轧辊中间总挠度量时，R为轴承支反力，为P/2。计算中间部位与某点的挠度差,R指在那点作用的力.,求解挠度差（与中间部位的）点的作用力,计算方法：(1)将坐标原点移至欲求挠度差处(2)在欲求挠度差处加一个想象的力R（在欲求挠度差处作用的外力）(3)写出外力引起的力矩表达式(4)写出假想力引起的弯矩方程(5)写出各段的被积分函数表达式,辊身中央的总弯曲挠度f(AA1),5.三个挠度差的计算公式：,钢板边缘的挠度差f(CC1),轧辊边缘的挠度差f(BB1),挠度的影响因素：轧制力；轧辊的材质E、G；轧辊的尺寸D、L；轧件的尺寸b,第六节轧辊的辊形调节,影响辊形的因素:原始凸度弹性弯曲温度分布不均匀不均匀磨损辊形的调节方法:1预磨工作辊凸度,以抵消轧辊弹性变形等对辊缝的影响.2改变轧辊的热凸度,采用分段冷却的方式改变各部位的热凸度.3改变道次的压下量,从而改变轧制力,来改变轧辊的弹性变形.4采用液压弯辊,使轧辊产生附加的弯曲变形.达到调整辊形的目的.5采用辊形可调的新型轧机.如HC,CVC,UCM,VC,PC等.,辊形调整装置-弯辊装置,